co2piping.com

Pojistný ventil a výfukové potrubí

Dimenzujte pojistný ventil a jeho přívodní a výfukové potrubí podle EN 13136 pro CO2 a další chladiva: požadovaná kapacita, průřez ventilu, protitlak, tlaková ztráta přívodu, riziko suchého ledu a hluk na výstupu.
R744 · 60,0 bar · DN15

Chladivo a zařízení

Všechny současně: návrhový případ při požáru, kdy mohou odfukovat všechny ventily. Po jednom: když ventily chrání části, které nemohou odfukovat současně. Protitlak každého ventilu se kontroluje vůči jeho vlastní mezi.
Chladírenská měď (EN 12735-1) a ocel jsou pro výfuková potrubí nejběžnější. Instalační měď a lisované systémy lze použít, pokud trubka a tvarovky snesou protitlak a jsou schváleny pro chladivo – lisovací tvarovky pro vodu mají často těsnění EPDM, která nesnášejí chladiva a olej. Měď se nesmí používat s amoniakem.

Pojistné ventily

Vložit datový list ventilu
Jeden řádek na pozici jako v podkladu ventilů. Potrubí se dimenzuje na kapacitu ventilu Qm × počet (na bezpečné straně); Qmd se s ní porovná. Chcete-li počítat jako výrobce, zadejte místo Qm upravenou kapacitu Qmd'. Teplota plynu je potřeba jen tehdy, když je tlak nad kritickým tlakem (CO2: 73,8 bar), např. na vysokotlaké straně. Neznámá teplota? Použijte teplotu horkých par – vyšší teplota dá větší potrubí (na bezpečné straně).

Společné výfukové potrubí: poslední T → výstup

0 pro výstup do atmosféry; zadejte tlak, pokud potrubí odfukuje do systému pod tlakem. Dimenze Auto = nejmenší, která udrží protitlak všech ventilů (a požadavek na hluk). Žádné potrubí nesmí být menší než výstup ventilu.

Hluk na výstupu

Odhad podle API 521 / ISO 23251 pro proud na výstupu. S požadavkem na hluk se zvolí nejmenší dimenze, která splní protitlak i požadavek na hluk. Budovy, odrazy a tlumiče mění skutečnou hladinu.

Projekt

.html
Soubor
Sdílení a tisk

Jednotky

Průtokové schéma

Schéma se kreslí z údajů vlevo. Kliknutím na ventil jej upravíte, kliknutím na potrubí změníte jeho dimenzi a délku; červené potrubí = mez překročena.
V1DN1060,0 bar500 kg/hDN10 · 0,3 m9,6 %výstup91 dB(A) @ 10 mDN15 · 10,0 m · 4 oblouků500 kg/h · 5,50 bar

Ventily – protitlak

VentilOtevírací tlak (bar)Průtok (kg/h) PřipojeníTlak u T (bar)Protitlak (bar)% otevír. tlaku Úsek za TKbVstupStav
V160,00 500,0DN10 5,505,76 9,6 %DN151,000 0,02 %OK

Společné výfukové potrubí – všechny dimenze

Poslední úsek (poslední T → výstup) v každé dimenzi; úseky před ním se pro každý řádek volí automaticky. Tlak u T = tlak u posledního T; nejhorší % = nejvyšší protitlak v procentech otevíracího tlaku mezi ventily. * = kritické proudění na výstupu.

Podklady výpočtu

Zobrazit výpočet

Pro každé potrubí

PotrubíHmotnostní průtok [kg/s]Hustota [kg/m³]Vnitřní Ø [mm]Rychlost [m/s]RefDélka (+ ekvivalentní) [m]Δp [bar]Δp/m [Pa/m]Poznámka
Vstup V10,1389269,313,63,55623 0000,02710,1 (+0,251)0,011911 9000,02 % / 3,0 %
Připojení V10,138911,4913,683,2623 0000,02710,30,26488 1009,6 % / 10 %
Sběrné potrubí V1 → výstup0,13892,48217,3238490 0000,025510 (+1,8)5,555 000kritické · 5,50 bar

Základ výpočtu

Metoda
EN 13136 (jak uvádí EN 378-2): požadovaná kapacita a kapacita ventilu při nastaveném tlaku plus přetlak; výfuková potrubí jako izotermický kompresibilní proud se škrcením, řešeno od výstupu zpět ke každému ventilu při teplotě plynu odfukovacího stavu; vstupní potrubí jako nestlačitelný proud při odfukovací hustotě.
Rovnice
  • Qm = 0.2883 · C · Kb · A · Kdr · √(p0/v0)
  • C = 3.948 · √(κ · (2/(κ+1))^((κ+1)/(κ−1)))
  • p1² − p2² = G² · R·T · (f·L/D + ΣK + 2·ln(p1/p2))
  • p* = G · √(R·T) (choked end)
  • Δp_inlet = (f·L/D + ΣK) · ρ·v²/2
  • K_bend = 21.3 · fT (Crane TP-410)
  • L_eq = ΣK · D / f
Tření
Darcy–Weisbach · Colebrook–White (64/Re < 2300)
Data o látce
CoolProp 8.0.0
Normy
EN 13136:2013+A1:2018 · EN 378-2 · EN ISO 4126-1 · API 521 / ISO 23251 · Crane TP-410
Poznámky
  • Plynová potrubí: hustota a rychlost na výstupním konci potrubí; Δp zahrnuje pokles na zadušeném konci. Poznámka uvádí vstupní pokles a protitlak v % nastaveného tlaku vůči limitu. Výstupní sekce ukazuje tlak na svém začátku (nad atmosférickým).

Časté otázky k pojistným ventilům a výfukovým potrubím

Jak se navrhuje pojistný ventil podle EN 13136?

Nejdřív potřebná odfukovací kapacita: při požáru 10 kW/m² krát vnější povrch nádoby děleno výparným teplem, jinak průtok kompresoru nebo výkon zdroje tepla. Potom EN 13136 dá plochu ventilu ze vztahu Qm = 0,2883·C·Kb·A·Kdr·√(p0/v0) při otevíracím tlaku plus 10 %.

Spočítejte v nástroji výše

Jaký protitlak smí mít pojistný ventil?

Konvenční pojistné ventily obvykle snesou nejvýše 10 % otevíracího tlaku, vyvážené více podle výrobce. Tlaková ztráta ve vstupním potrubí smí být nejvýše 3 %. Kalkulátor určí protitlak výfukového potrubí pro stlačitelné a kritické proudění.

Spočítejte v nástroji výše

Jak navrhnout společné výfukové potrubí pro více pojistných ventilů?

Protitlak každého ventilu se kontroluje se všemi ventily současně (požár) nebo po jednom. Úseky mezi T-kusy vedou průtok ventilů před nimi a mohou mít různé dimenze; podle praktického pravidla má mít sběrné potrubí průřez alespoň součtu připojení.

Spočítejte v nástroji výše

Co je zvláštního na pojistných ventilech pro CO2 (R744)?

Tlaky jsou vysoké a na vysokotlaké straně je CO2 často nadkritický, takže se ventil navrhuje pro plyn při teplotě. Pod 5,2 bar tvoří CO2 suchý led, proto musí být výfukové potrubí krátké a samovypouštěcí bez nízkých míst.

Spočítejte v nástroji výše

Smí být výfukové potrubí z mědi?

Ano u HFC/HFO a CO2, pokud trubka snese protitlak: chladírenská měď podle EN 12735-1, nebo instalační měď EN 1057 a lisované systémy s tvarovkami schválenými pro chladivo. U amoniaku je měď zakázána; použijte ocel nebo nerez.

Spočítejte v nástroji výše

Jak hlasitý je odfukující pojistný ventil?

U výstupu často přes 100 dB(A). Kalkulátor odhadne hluk podle API 521 a při zadaném požadavku zvolí větší potrubí; pokud to nestačí, přemístěte výstup nebo osaďte tlumič.

Spočítejte v nástroji výše

Předpoklady: Vypouštěcí kapacita a průtok ventilu dle EN 13136:2013+A1, na kterou odkazuje EN 378-2 (EN ISO 24664:2024 dosud neověřeno) (Qm = 0,2883·C·Kb·A·Kdr·√(p0/v0)); výfukové potrubí s izotermickým stlačitelným prouděním a uškrcením, teplota plynu = teplota uvolnění (konzervativní); přívodní potrubí jako nestlačitelné proudění. Data chladiva z referenčních rovnic CoolProp. Hluk odhadnut podle API 521 / ISO 23251.

Vyloučení odpovědnosti: Nástroj nezaručuje správné výsledky. Bezpečnostní zařízení musí vybrat a schválit odborně způsobilá osoba; vždy ověřte podle EN 378, EN 13136, údajů výrobce a místních předpisů.

Nápověda – pojistný ventil a výfukové potrubí

Kalkulačka postupuje podle EN 13136: nejprve požadovaná výfuková kapacita, pak průřez nebo kapacita ventilu, pak tlaková ztráta přívodu a protitlak ve výfukovém potrubí.

1. Chladivo a tlak

  • Zvolte chladivo a otevírací tlak (přetlak). Ventil odfukuje při otevíracím tlaku plus přetlaku (obvykle 10 %).
  • Většinou se odfukuje sytá pára. Nad kritickým tlakem (např. CO2 na vysokotlaké straně, nad 73,8 bar) nebo pro přehřátý plyn, např. na výtlačném potrubí, zvolte plyn při teplotě. Funguje to pro všechna chladiva v seznamu.
  • Chladiva mimo seznam lze spočítat volbou „Jiné chladivo“ s údaji výrobce.

2. Požadovaná kapacita

  • Požár: EN 13136 počítá s tepelným tokem 10 kW/m² na vnější plochu nádoby; kapacita je toto teplo dělené výparným teplem.
  • Kompresor: zdvihový objem × hustota sacího plynu × objemová účinnost. Zdroj tepla: tepelný výkon dělený výparným teplem.

3. Ventil

  • S Kdr a průřezem z technického listu se kapacita ventilu porovná s požadovanou. Při průřezu 0 se zobrazí potřebný průřez.
  • Výfukové potrubí se dimenzuje na to, co ventil dokáže odfouknout, ne jen na požadovanou kapacitu.
  • Zvolte, jak se zadávají údaje ventilu: průtočná plocha a Kdr, tryska API 526, kapacita při vašich podmínkách nebo kapacita při podmínkách katalogového listu (přepočte se). Vždy se použije jen jeden způsob; ostatní pole jsou skryta. Kapacitu lze zadat v kg/h, kg/s, lb/h nebo Nm³/h.

4. Potrubí

  • Přívod smí ztratit nejvýše 3 % otevíracího tlaku. Výfukové potrubí se kontroluje pro každou dimenzi; zvolí se nejmenší, která udrží protitlak v limitu.
  • U čpavku není měď povolena. U CO2 dbejte varování před suchým ledem.
  • Více ventilů: přidejte ventily v panelu Ventily. Každý ventil má vlastní kapacitu, vstupní potrubí a připojovací potrubí ke společnému výfukovému potrubí. Schéma ukazuje celé zařízení; kliknutím na ventil jej upravíte.
  • Sběrné potrubí se dělí u každého T: každý úsek vede průtok ventilů před ním a má vlastní dimenzi. Dimenze udrží protitlak každého ventilu v jeho mezi, se všemi ventily současně nebo po jednom, a lze je zvolit i ručně.

5. Hluk, uložení a tisk

  • Zadejte vzdálenost k nejbližšímu příjemci a požadavek na hluk; při překročení odhadu dostanete varování.
  • S požadavkem na hluk se zvolí nejmenší dimenze, která splní protitlak i hluk. Větší potrubí dává nižší výstupní rychlost, a tedy méně hluku. Pokud žádná dimenze nevyhoví, zobrazí se vzdálenost, ve které je požadavek splněn.
  • Tlumič je volitelný: zvolte typ pro typické hodnoty nebo zadejte útlum a ztrátový součinitel výrobce. Tlaková ztráta tlumiče je zahrnuta v protitlaku.
  • „Uložit“ stáhne projekt jako soubor, „Otevřít“ ho znovu otevře, „Tisk“ vytiskne výsledky.